代码随想录算法训练营第四天 | (第二章) 面试题 02.07. 链表相交

题目 (LeetCode)

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点，返回 null。
图示两个链表在节点 c1 开始相交：
题目数据保证整个链式结构中不存在环。
注意，函数返回结果后，链表必须保持其原始结构

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知识

1. 条件表达式语法

   x = value_if_true if condition else value_if_false
   

   • condition：条件判断。
   • value_if_true：如果条件为 True，返回的值。
   • value_if_false：如果条件为 False，返回的值。

思路

1. 双指针法：
   • 定义两个指针 pA 和 pB，分别初始化为链表 headA 和 headB 的头节点。
   • 同时移动两个指针：
   • 如果 pA 到达链表 A 的尾部，则切换到链表 B 的头节点。
   • 如果 pB 到达链表 B 的尾部，则切换到链表 A 的头节点。
   • 当两个指针相遇时，指向的节点即为相交节点。
   • 如果两个链表不相交，两个指针最终会同时到达 None。

2. 关键点：
   • 两个指针从头到尾走过的总长度是相同的（链表 A 的长度 + 链表 B 的长度）。
   • 因此，如果两个链表相交，它们会在相交点相遇。
   • 如果不相交，则两个指针最终都会到达 None。

3. 背后的数学证明：为什么一定会相遇？
   假设：
   • 链表 A 长度为 a + c（a 是非相交部分，c 是相交部分）。
   • 链表 B 长度为 b + c（b 是非相交部分，c 是相交部分）。

两指针的移动：
1. pA 先走完链表 A，然后切换到链表 B，走完 b 的部分；
2. pB 先走完链表 B，然后切换到链表 A，走完 a 的部分。

无论是否有相交点，两指针总会同时走完 a + b + c 的路程，在最后同时指向相交点（或 None）。

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代码

class ListNode:def __init__(self, val=0, next=None):self.val = valself.next = nextclass Solution:def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:if not headA or not headB:return None# 初始化两个指针pA, pB = headA, headB# 遍历两个链表while pA != pB:# 如果 pA 到达链表 A 的尾部，则切换到链表 B 的头节点pA = pA.next if pA else headB# 如果 pB 到达链表 B 的尾部，则切换到链表 A 的头节点pB = pB.next if pB else headA# pA 和 pB 相等时，可能是相交点，也可能是 Nonereturn pA